红外光谱

红外光谱

众所周知,红外光谱分析是油液分析中常用的技术。IR可以提供许多关于油液特性的信息,如污染、老化、添加剂、流体特性等。所有这些信息都会在红外光谱的特定区域给出唯一的对应,从而得出量化的分析结论。

油液的红外光谱分析的理论非常简单。将观察润滑油吸收的红外辐射量作为辐射频率的函数。图6-1显示了典型润滑油的光谱。这就是我们需要的红外光谱本身-我们只需要确保获得准确的红外光谱。如图6-1所示,在大多数不同的润滑油中,不同类型的润滑油可能产生非常不同的光谱。而这些差异,正是我们获取有用信息的基础(润滑油性能列于表6-1)。

傅立叶变换红外光谱(FTIR)是用于产生红外光谱的通用工具,其已经在多个行业中广泛应用,包括用于油液分析。事实上,对于许多人来说,术语IR和FTIR已经变得可互换。FTIR通常可以提供被测样品的红外(IR)光谱。然而,FTIR只能产生IR光谱。它不能分析光谱。IR油液分析的价值来自于正确地分析该红外光谱。在任何行业都是如此。斯派超科技公司的重点是对红外光谱进行深度分析,为油液分析提供结果。这延伸到用于收集红外光谱的硬件:斯派超科技公司在其FluidScan产品线中使用基于光栅以及用于检测目标的基于滤光片技术的光谱仪。这些方法更加专注于油液分析,不像其他方法那样注重于更一般的分析。选择这种方法的优势包括直接得到油液的定量检测结果、设备坚固耐用、无活动部件、低功耗和硬件小型化。专门为油分析设计的硬件必须足够精准地收集特定应用所需的红外光谱。专精于特定用途的设计目的使得斯派超科技公司可以有精力将设备设计得更加优秀。

如上讨论的,IR设备的能力优劣更多体现在结果分析算法中,是否可以检测某些特定的油液特性,例如水含量,TAN(mgKOH/g)和油液识别(比如,此未知油液极有可能是壳牌Rotella T1)。斯派超科技公司在业界率先提出了无与伦比的IR分析方法。我们花费多年时间收集建立了一个油液红外光谱与油液各项化学性质相关联的大型数据库,目前囊括了约700种不同的润滑油和油脂。该数据库的重要性不言而喻:首先,它使得Fluid Scan设备的用户能够自动将其关注的油与该数据库进行比较,以确保它们能够找到正确的油液,或甚至在库中搜索出与之类似的油液。第二,更重要的是,库中的每个已经化学分析过的油液,都已经建立了基于实验室的油液分析结果的红外光谱相关性。突出的实例是酸值(TAN / AN)和碱值(TBN / BN)。这确保FluidScan在用于分析客户的油时,准确报告该油的相关属性。数据库中每一个油样都经历了从新油到老化失效的过程,并从中抽取7-10个代表油样,得到它们的红外光谱,然后进行传统化学分析(总酸值/总碱值采用酸碱滴定法),选取对酸碱值敏感的峰值,并得到多元线性方程,由此得到一条专属的标准曲线。没有这种多年分析中产生的数据库和标准曲线,仅知道红外光谱是不可能提供的精确TAN值。这同样适用于FTIR或任何类型的红外分析。一般来说,IR分析可以提供远远超出标准化分析方法所含的直接信息和分析结论。红外光谱一直的问题就是该方法仅适用于某一部分油品,没有将其扩展到整个润滑油、润滑脂体系。而斯派超科技公司的多维数据库方法(油红外光谱+化学性质)已经解决了这个问题。

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